第三章相互作用力课后习题精讲课件高一上学期物理人教版

第三章

相互作用—力高中物理人教版（2019）必修第一册课后习题精讲课件第一节重力与弹力课后习题精讲1.举出具体的实例来说明：（1）力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变。（2）每一个力，都有一个施力物体和一个受力物体。课本P591.答案（1）马拉车,使车从静止开始运动,是因为马对车有拉力,使车的速度大小发生了变化,即力改变了车的运动状态;弹簧被用力拉长或压缩,是拉力或压力使弹簧发生了形变。（2）课本受到重力,施力物体是地球,受力物体是课本;马拉车的力,施力物体是马,受力物体是车。2.画出下面几个力的图示，并指出受力物体和施力物体。（1）竖直向上飞行的火箭受到的重力，火箭质量为2×103kg。g取10N/kg。（2）人对车施加的水平向右250N的推力。（3）用一根细绳竖直悬挂一件工艺品，工艺品对细绳的拉力为0.5N。2.答案

(1)

G=mg=2×103×10N=2×104N。力的图示如图甲,受力物体是火箭,施力物体是地球。(2)力的图示如图乙,受力物体是车,施力物体是人。(3)力的图示如图丙,受力物体是细绳,施力物体是工艺品。丙乙甲3.几何学中把三角形三条中线的交点叫作重心。物理学中也有重心的概念。均匀的三角形薄板的重心是不是与几何学上的重心位于同一点上？请你通过以下实验作出判断。首先作图把均匀等厚三角形纸板的三条中线的交点C找出来，然后用细线悬吊三角形纸板的任意位置，看悬线的延长线是否通过C点。3.答案均匀三角形薄板的重心与几何学上的重心位于同一点上。4.质量均匀的钢管，一端支在光滑的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着（图3.1-9），钢管受到几个力的作用？各力的施力物体是什么？画出钢管受力的示意图。4.答案钢管受3个力作用:重力、拉力和支持力。重力的施力物体是地球,拉力的施力物体是竖直悬绳,支持力的施力物体是地面。受力示意图如图所示。5.物体在力的作用下产生的形变有时不容易被觉察，教科书列举了两个观察微小形变的实例，你还能想到用什么方法来观察力作用下的微小形变？请画示意图说明你的方法。5.答案如图所示,在一个扁玻璃瓶内装满水(为了更好地观察水面的升降,可在水中滴入红墨水),瓶口用中间插有透明细管的瓶塞塞上,使水面位于细管中。用手按压玻璃瓶壁,细管中的水面就会发生变化,说明玻璃瓶在手的作用下发生了形变;松开手,水面回到原处。6.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度，g取10N/kg。表砝码质量与弹簧总长度（1）根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的F-x图像（图3.1-10）。（2）根据F-x图像计算弹簧的劲度系数。6.答案(1)由实验数据可得弹簧所受拉力与弹簧伸长量的实验数据如表:F-x图像如图所示:(2)弹簧的劲度系数等于F-x图线的斜率,则弹簧所受拉力

F/N00.30.60.91.21.5弹簧伸长量

x/m01.2×10-22.3×10-23.5×10-24.6×10-25.8×10-27.小发明——设计一个自动冲水装置。有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔。请你在图3.1-11的圆圈中画出你构思的这个装置的图示。7.答案支撑容器的平面有一定倾角;空容器的重心偏右,装置如图所示。第二节摩擦力课后习题精讲1.手压着桌面向前移动，会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动。手对桌面的压力越大，阻力越大。试一试，并说明道理。课本P631.手压着桌面向前移动,手受到了桌面的与手运动方向相反的滑动摩擦力,正是此滑动摩擦力阻碍了手的运动。由于滑动摩擦力的大小与压力成正比,所以手对桌面的压力越大,所受滑动摩擦力越大,即阻力越大。2.一只玻璃瓶，在下列情况下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力朝什么方向？（1）瓶子静止在粗糙水平桌面上；（2）瓶子静止在倾斜的桌面上；（3）瓶子被瓶口朝上握在手中静止；（4）瓶子压着一张纸条，扶住瓶子把纸条抽出。2.答案

(1)瓶子与桌面无相对运动趋势,故不受摩擦力作用。(2)瓶子相对桌面有平行于桌面向下的运动趋势,所以瓶子所受静摩擦力平行于倾斜桌面向上。(3)瓶子相对手有竖直向下的运动趋势,所受静摩擦力方向竖直向上。(4)瓶子相对纸条的运动方向与纸条的运动方向相反,故所受滑动摩擦力的方向与纸条运动方向相同。3.所受重力为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax＝______；木箱所受的滑动摩擦力Ff＝______，木箱与地板之间的动摩擦因数µ＝______；如果用20N的水平推力推这个静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为______。35N30N3.答案

至少用35N的水平推力才能推动木箱,所以木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=35N。根据二力平衡知识可知,当木箱匀速运动时,水平推力和滑动摩擦力大小相等,方向相反,所以木箱所受滑动摩擦力Ff

=30N。木箱在水平地板上,木箱对地板的压力Ff

=G=100N,根据Ff

=

µFN可知,木箱与地板间的动摩擦因数用20N的水平推力推木箱,由于推力F<Fmax,故木箱仍静止,木箱受到的静摩擦力与水平推力平衡,所受静摩擦力F`=20N。0.320N4.所受重力为500N的雪橇，在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载重500N的货物，那么，雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力是多少？4.答案

雪橇匀速运动时,所受拉力F与滑动摩擦力Ff大小相等,故Ff

=F;由于FN=G,故Ff

=

µFN=µG,可得雪橇与雪地间的动摩擦因数如果雪橇再载重500N的货物,此时雪橇滑行时受到的摩擦力第三节牛顿第三定律课后习题精讲1.一个物体静止地放在台式弹簧秤上（图3.3-9），试证明物体对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小。证明时，请在图上标出所涉及的力。1.答案

物体静止地放在台式弹簧秤上,物体受到重力G和支持力FN的作用,因为物体处于平衡状态,故G=FN。台式弹簧秤受到物体对它的压力F,物体受到的支持力与弹簧秤受到的压力为一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,FN和F大小相等方向相反,故F的大小与G相等。图略

。课本P672.小强说：“我记得在初中学过，如果两个力的大小相等、方向相反，这两个力就会互相平衡，看不到作用的效果了。既然作用力和反作用力也是大小相等、方向相反的，它们也应该互相平衡呀！”应该怎么解答小强的疑问？2.答案

平衡力是指作用在同一物体上的两个力,而作用力和反作用力是作用在两个物体上的两个力,各自对所作用的物体产生作用效果,所以不能抵消。3.如图3.3-10，油桶放在汽车上，汽车停于水平地面。涉及油桶、汽车、地球三个物体之间的作用力和反作用力一共有几对？这几对力中，油桶受哪几个力？汽车受哪几个力？地球受哪几个力？3.答案

4对,它们分别为:油桶的重力和油桶对地球的吸引力;汽车的重力和汽车对地球的吸引力;油桶对汽车的压力和汽车对油桶的支持力;汽车对地球的压力和地球对汽车的支持力。油桶受重力和汽车对油桶的支持力两个力作用。汽车受重力、油桶对汽车的压力和地球对汽车的支持力三个力作用。地球受油桶对它的吸引力、汽车对它的吸引力和汽车对它的压力三个力作用。4.如图3.3-11，粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个水平方向的力的牵引，但仍然保持静止。问B木块受到哪几个力的作用？4.答案

B木块受重力、牵引力、A对B的压力、桌面对B的支持力和桌面对B向左的摩擦力5个力的作用。

第四节力的合成和分解课后习题精讲1.有两个力，一个是10N，一个是2N，它们的合力有可能等于5N、10N、15N吗？合力的最大值是多少？最小值是多少？课本P711.答案根据共点力的合成法则可知,当两力方向相同时合力最大,等于两力大小之和;当两力方向相反时,合力最小,数值上等于两力大小之差,方向与数值大的力方向相同;若两力成一夹角,合力数值则在最小值和最大值的范围之间。若两力大小为F1、F2,则其合力F的大小范围是|F1-F2|≤F≤|F1+F2|根据以上分析,10N和2N的合力F的大小范围为8N≤F≤12N,所以,这两个力合力的最大值是12N,最小值是8N,它们的合力可以等于10N,而不可能等于5N、15N

2.有两个力，它们的合力为0。现把其中一个向东的6N的力改为向南（大小不变），它们合力的大小、方向如何？2.答案

两个力合力为0,则这两个力大小相等,方向相反,一个向东（6N）,则另一个一定是向西（6N）。当把向东的6N的力改为向南时,而向西的力大小、方向均未变,这时两个力方向垂直,如图所示。根据平行四边形定则,作出力的示意图,合力为。由直角三角形知识可得由图可知

,所以

,即合力方向为西偏南45°。3.两个力互成30°角，大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。如果这两个力的大小不变，两个力之间的夹角变为150°，通过作图求出合力的大小和方向。3.答案见下一页4.一个竖直向下的180N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240N（图3.4-9），求另一个分力的大小和方向。4.答案根据平行四边形定则作图。由直角三角形中的几何关系可得设F2与竖直方向的夹角为α,则

,故α=53°

。即F2的方向为斜向左下方,且与竖直方向成53°角。5.答案根据平行四边形定则,作分力与合力的示意图。5.两个力F1和F2之间的夹角为θ，其合力为F。请判断以下说法是否正确，并简述理由。（1）合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大。（2）若F1和F2大小不变，θ角越小，则合力F就越大。（3）若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，则合力F一定增大。5.答案根据平行四边形定则,作分力F1、F2与合力F的示意图。(1)合力F可比两分力F1、F2都大,如图(a)。合力可比两分力都小,如图(b)所示。合力可大于一个分力,而小于另一分力,如图(c)所示。若两分力F1=F2,当夹角为120°时,合力F=F1=F2,如图(d)所示。当然还可等于一分力,而大于或小于另一分力。所以说法错误。5.答案(2)如图所示,F1、F2

大小不变,θ角越小,合力F越大。即说法正确。(3)θ角不变,F1大小不变,F2

增大时,有两种情况:①0°≤θ

≤90°,由图(a)可看出,合力F随F2的增大而增大。②90°≤θ

≤180°,由图(b)可看出,当F1大小不变时,随F2增大合力F先减小后增大。当合力F与

F2垂直时,F有最小值。所以,随着F2增大,合力可逐渐增大,可逐渐减小,还可以先减小后增大。即说法错误。(a)(b)6.如图3.4-10，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，用100N的拉力F斜向上拉着木箱，F与水平方向成45°角。分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立直角坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小。6.答案将力F分解为Fx和Fy如图所示。由几何关系可得F与x轴的夹角为30°。则

,7.如图3.4-11，把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受重力G（物体还受到其他力的作用，图中没有画出）。现在需要沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向对物体的运动分别进行研究，把重力G沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解为F1和F2，求两个分力的大小。6.答案将沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解,如图所示,则F1

=Gsinθ，F2

=Gcosθ第五节共点力的平衡课后习题精讲1.如图3.5-5，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。课本P751.答案物体在五个力作用下保持平衡,它们的合力为零。其中任意四个力的合力一定与第五个力大小相等、方向相反。依题意,除F1以外的四个力的合力与力F1大小相等、方向相反。撤去

F1,其余四个力不变,它们的合力大小等于F1,方向与F1相反。如图所示。2.在光滑墙壁上用网兜把足球挂在

A

点，足球与墙壁的接触点为B（图3.5-6）。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。求悬绳对足球的拉力和墙壁对足球的支持力。2.答案

方法一:合成法取足球为研究对象,它受重力G=mg、墙壁的支持力F1和悬绳的拉力F2三个共点力作用而平衡,由共点力平衡条件可知,F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反,即F

=G,从图中力的平行四边形可求得:

2.答案

方法二:分解法取足球为研究对象,它受重力G=mg、墙壁的支持力F1、悬绳的拉力F2。如图所示,将重力G分解为F1`和F2`,由共点力平衡条件可知,F1与F1`的合力必为零,F2

与F2`的合力也必为零,所以方法三:相似三角形法取足球为研究对象,它受重力G=mg、墙壁的支持力F1、悬绳的拉力F2,如图所示,设球心为O,由共点力的平衡条件可知,F1和G的合力F与F2大小相等、方向相反,由图可知,三角形OFG与三角形AOB相似,所以

2.答案方法四:正交分解法取足球为研究对象,它受重力G=mg、墙壁的支持力F1、悬绳的拉力F2,如图所示,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,将F2分别沿x轴和y轴方向进行分解。由平衡条件可知,在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零,即

3.如图3.5-7，物体所受重力为40N，用细绳OC悬于O点，绳OC所能承受的最大拉力为50N。现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用缓慢增大的水平力牵引A点，当OA段刚被拉断时，绳AB的拉力为多少？3.答案

OA段被拉断瞬间,A点的受力如图所示,由题可知T=50N，F拉

=G=40N,则绳AB的拉力为

。4.一个质量为500kg的箱子，在平行于斜面的拉力F作用下，沿倾角为30°的斜面匀速上滑（图3.5-8）。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.3，拉力F是多少？4.答案箱子的受力如图所示,由于箱子沿斜面匀速上滑,故沿斜面方向有F=f+mgsin30°沿垂直斜面方向有FN=mgcos30°且斜面对箱子的滑动摩擦力

f

=μFN联立各式并代入数据得F=3799N

5.将一个质量为4kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态（图3.5-9）。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少？5.答案对铅球受力分析,受重力mg、斜面的支持力N面

、挡板的支持力N板,受力示意图如图所示:由共点力的平衡条件可得,挡板对铅球的支持力N板

=

mgtan45°斜面对铅球的支持力根据牛顿第三定律,可知铅球对挡板的压力

。铅球对斜面的压力

章节末复习与提高A组课后习题精讲1.指出下列说法中的错误：（1）因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体；（2）重力的方向总是垂直于接触面向下的；（3）放在水平桌面上的两个球，靠在一起但并不互相挤压，两球之间存在弹力；（4）两物体间如果有相互作用的弹力，就一定存在摩擦力；（5）根据可知

，动摩擦因数µ跟滑动摩擦力Ff成正比，跟压力FN成反比。课本P761.答案

见下页2.如图3-1，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。请画出从侧面观察时直梯的受力示意图。2.答案

直梯受到竖直向下的重力、水平向右的墙壁的支持力和竖直向上的地面的支持力、水平向左的地面的摩擦力,受力示意图如图所示:3.请设计一个测量纸跟桌面之间动摩擦因数的方法，画出示意图，说明测量方法，写出测量的计算式。4.如图3-2，两人用同样大小的力共提一桶水，两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？请通过推导得出你的结论。5.生活中经常用刀来劈开物体。图3-3是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，求刀劈物体时对物体侧向推力FN的大小。6.如图3-4，用一根轻质细绳将一幅重力为10N的画框对称悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为0.5m。已知绳能承受的最大拉力为10N，要使绳不会被拉断，绳子最短要多长？

章节末复习与提高B组课后习题精讲1.如图3-5，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态。求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。（sin37°＝0.6）课本P772.一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上（图3-6），空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方，重力大小为200N。横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为37°，sin37°＝0.6。（1）横梁对O点的拉力沿OA方向，斜梁对O点的压力沿BO方向，这两个